Fibramento Mecânico

• Fundamentos
• Efeitos do fibramento nas propriedades mecânicas

Fundamentos

Como resultado do trabalho mecânico, as partículas de segunda fase - inclusões, vazios, segregações, etc., - tendem a distribuir-se e assumir um formato, de forma grosseira, análogo à deformação da peça como um todo.
Se as partículas e inclusões são dúcteis e mais moles do que a matriz, assumem forma alongada, elipsoidal (ex. MnS no aço), figura abaixo; se são frágeis, quebram-se em fragmentos que se orientam paralelamente à direção principal de trabalho (ex. Al₂O₃ no aço); se são mais duras e mais resistentes do que a matriz, não se deformam (ex. SiO₂ no aço).

 

Tal alinhamento de partículas de segunda fase,inclusões, segregação, cavidades etc., durante o trabalho a frio ou a quente, bem como a distorção preferencial da forma dos grãos no trabalho a frio, são responsáveis pela estrutura fibrosa típica dos produtos conformados. O fenômeno é observável em macrografias, como a abaixo.

 

Efeitos do fibramento nas propriedades mecânias

O fibramento mecânico - que não deve ser confundido com a textura cristalográfica - produz na peça um tipo de anisotropia que afeta principalmente as propriedades de ductilidade, tenacidade à fratura e resistência à fadiga do material. Praticamente não influi no limite de escoamento.

Em geral, a ductilidade à tração, as propriedades de fadiga e a tenacidade à fratura (medida, por ex., com ensaios de impacto) serão menores nas direções transversais (normais às fibras) do que na direção longitudinal; daí ser importante a obtenção de uma orientação adequada das fibras quando da fabricação das peças.

A limpidez (nível de inclusões), e a microestrutura das chapas de aço são parâmetros importantes na seleção dos aços. Aços com a mesma composição química básica podem ter uma grande variação de propriedades mecânicas em função dos processos utilizados e das práticas de fabricação. Tratamentos de dessulfuração na panela, escória sintética e desgaseificação a vácuo podem produzir aços com alta limpidez (baixo nível de inclusões), necessários para algumas aplicações críticas, como na área nuclear. Entretanto, este nível de performance pode ser altamente conservativo e aumentar consideravelmente o custo de fabricação.

Aços com altos níveis de inclusões ao contrário, podem não ser seguros e ocasionar fraturas catastróficas. Então, para se ter estruturas com níveis aceitáveis de propriedades mecânicas deve-se considerar a integridade estrutural e seu custo.